Análise genômica de Staphylococcus aureus isolados de colonização e de infecções invasivas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Dominski, Bruno Hech
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/242686
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2022.
id UFSC_ed053db32a0ddc344213e49eff8619ab
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsc.br:123456789/242686
network_acronym_str UFSC
network_name_str Repositório Institucional da UFSC
repository_id_str 2373
spelling Análise genômica de Staphylococcus aureus isolados de colonização e de infecções invasivasBiotecnologiaStafilococos áureosVirulênciaGenômicaDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2022.Staphylococcus aureus é uma bactéria de grande importância clínica mundial, devido, principalmente, à sua potencial patogenicidade e multirresistência a diversos antimicrobianos na forma de Staphylococcus aureus resistentes à meticilina (MRSA). Cerca de 30% da população humana mundial é colonizada por esta bactéria nas fossas nasais, de forma persistente e assintomática. Em cerca de 80% dos casos a mesma cepa que causa o processo infeccioso já colonizava previamente o indivíduo. Porém, os mecanismos dessa transição colonização-infecção não estão completamente elucidados. Sabe-se que se trata de um processo multifatorial, envolvendo fatores da bactéria, do ambiente/microbiota e do hospedeiro. De forma a compreender melhor os fatores bacterianos associados a estes mecanismos, a hipótese do presente estudo foi de que há um ou mais fatores genéticos bacterianos que podem ser determinantes nesta transição, visto que as bactérias podem adquirir ou perder genes de resistência e/ou virulência principalmente via elementos genéticos móveis. Assim, o presente estudo investigou se existem um ou mais potenciais marcadores genéticos de infecção através da análise genômica de 415 genomas completamente sequenciados de S. aureus. Os genomas foram agrupados em dois grandes grupos: (1) genomas de cepas isoladas de colonização e (2) genomas de cepas isoladas de infecções invasivas, entre outros subgrupos. Através de análises in silico, os dois grandes grupos foram comparados com relação à (i) análise pangenômica, (ii) alinhamento genômico completo, (iii) polimorfismos de único nucleotídeo e (iv) distribuição dos genes de virulência, resistência aos antimicrobianos e elementos genéticos móveis. As análises iniciais (i, ii e iii) indicaram que os genomas apresentam suas particularidades como genomas únicos, sem diferenças que predominam em um dos dois grandes grupos. A partir de análise estatística, a distribuição dos genes de virulência indicou maior prevalência dos genes sea, tst e genes do cluster egc (seg, seu, sem, sen, sei e seo) nos genomas de infecção invasiva. Porém, não foram identificados genes de resistência aos antimicrobianos mais prevalentes em um dos dois grupos. Apenas o plasmídeo rep7C foi encontrado com maior frequência nos genomas de colonização, enquanto a sequência de inserção (IS) ISLgar5 foi encontrado mais comumente nos genomas de infecção. Apesar de alguns dos genes encontrados nos genomas analisados já terem sido correlacionados com amostras de S. aureus de infecção, este estudo apresenta limitações e vieses importantes que não permitem estabelecer um marcador genômico de infecção apenas com os dados analisados. Mais estudos precisam ser realizados para confirmar a relevância destes genes em amostras isoladas de infecções estafilocócicas. Adicionalmente, a literatura científica vem evidenciando que modificações genômicas em S. aureus parecem não ser cruciais nos mecanismos de transição colonização-infecção, uma vez que, em geral, não se observada diferenças significativas entre os dois grupos. Outras abordagens metodológicas como transcriptoma e proteoma podem ser sugeridos de para entender melhor os mecanismos da transição.Abstract: Staphylococcus aureus is a bacterium of great clinical importance worldwide, mainly due to its potential pathogenicity and multi-resistance to several antimicrobials in the form of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). About 30% of the world's human population is persistently and asymptomatically colonized by this bacterium in the nasal cavity. In around 80% of cases, the same strain that causes the infectious process has previously colonized the individual. However, the mechanisms of this colonization-infection transition are not completely elucidated. It is known that it is a multifactorial process, the factors of the bacteria, the environment/microbiota and the host. In order to better understand the bacterial factors associated with these mechanisms, the hypothesis of the present study was that there are one or more bacterial genetic factors that can be decisive in this transition, since bacteria can acquire or lose resistance and/or virulence genes, mainly via mobile genetic elements. Thus, the present study investigated whether there are one or more potential genetic markers of infection through the genomic analysis of 415 completely sequenced S. aureus genomes. The genomes were grouped into two large groups: (1) genomes of strains isolated from colonization and (2) genomes of strains isolated from invasive infections, among other subgroups. Through in silico analyses, the two large groups were compared with respect to (i) pangenomic analysis, (ii) complete genomic alignment, (iii) single nucleotide polymorphisms (SNPs) and (iv) distribution of virulence genes, antimicrobial resistance and mobile genetics. The initial analyzes (i, ii and iii) indicated that the genomes present their particularities as unique genomes, without differences that predominate in one of the two large groups. Based on statistical analysis, the distribution of virulence genes indicated a higher prevalence of sea, tst and egc cluster genes (sec, seu, sem, sen, sei and seo) in the genomes of invasive infection. However, antimicrobial resistance genes with higher prevalence were not identified in one of the two main groups. Only the rep7C plasmid was found more frequently in colonization genomes, while the insertion sequence (IS) ISLgar5 was found more commonly in infection genomes. Although some of the genes found in the analyzed genomes have already been correlated with S. aureus isolated from infection, this study has important limitations and biases that do not allow establishing a genomic marker of infection with the analyzed data alone. More studies need to be carried out to confirm the relevance of these genes in samples isolated from staphylococcal infections. Additionally, the scientific literature has shown that genomic changes in S. aureus do not seem to be crucial in the colonizationinfection transition mechanisms, since, in general, no significant differences are observed between the two main groups. Other methodological approaches such as transcriptome and proteome can be suggested to better understand the transition mechanisms.Ferreira, Fabienne AntunesMarrero, Andrea RitaUniversidade Federal de Santa CatarinaDominski, Bruno Hech2022-12-13T11:53:47Z2022-12-13T11:53:47Z2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis58 p.| il., gráfs.application/pdf379538https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/242686porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-12-13T11:53:47Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/242686Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732022-12-13T11:53:47Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
dc.title.none.fl_str_mv Análise genômica de Staphylococcus aureus isolados de colonização e de infecções invasivas
title Análise genômica de Staphylococcus aureus isolados de colonização e de infecções invasivas
spellingShingle Análise genômica de Staphylococcus aureus isolados de colonização e de infecções invasivas
Dominski, Bruno Hech
Biotecnologia
Stafilococos áureos
Virulência
Genômica
title_short Análise genômica de Staphylococcus aureus isolados de colonização e de infecções invasivas
title_full Análise genômica de Staphylococcus aureus isolados de colonização e de infecções invasivas
title_fullStr Análise genômica de Staphylococcus aureus isolados de colonização e de infecções invasivas
title_full_unstemmed Análise genômica de Staphylococcus aureus isolados de colonização e de infecções invasivas
title_sort Análise genômica de Staphylococcus aureus isolados de colonização e de infecções invasivas
author Dominski, Bruno Hech
author_facet Dominski, Bruno Hech
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Ferreira, Fabienne Antunes
Marrero, Andrea Rita
Universidade Federal de Santa Catarina
dc.contributor.author.fl_str_mv Dominski, Bruno Hech
dc.subject.por.fl_str_mv Biotecnologia
Stafilococos áureos
Virulência
Genômica
topic Biotecnologia
Stafilococos áureos
Virulência
Genômica
description Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2022.
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022-12-13T11:53:47Z
2022-12-13T11:53:47Z
2022
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv 379538
https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/242686
identifier_str_mv 379538
url https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/242686
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 58 p.| il., gráfs.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSC
instname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron:UFSC
instname_str Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron_str UFSC
institution UFSC
reponame_str Repositório Institucional da UFSC
collection Repositório Institucional da UFSC
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1808652155679145984

Registros relacionados